(57)【要約】  【課題】  光通信モジュールを構成する光ファイバの端面におけるコア端部を従来よりも簡易かつ安価に凸形状にすることができる光ファイバの加工方法を提供すること。  【解決手段】  光ファイバの加工方法は、第一の端面と第二の端面とを有する光ファイバの加工方法であって、透光性と所定波長の光に対する光硬化性とを持つ光硬化材料を、第一の端面における少なくともコア全域を含む一定領域に略均一の厚さをもって塗布する塗布工程と、第二の端面側から光ファイバ内を通して所定波長の光を照射することにより、第一の端面におけるコアに塗布された光硬化材料のみを露光した後、現像することにより、第一の端面における前記コアとクラッドとの間に段差を形成する段差形成工程と、を含む。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の端面と第二の端面とを有する光ファイバの加工方法であって、
透光性と所定波長の光に対する光硬化性とを持つ光硬化材料を、前記第一の端面における少なくともコア全域を含む一定領域に略均一の厚さをもって塗布する塗布工程と、
前記第二の端面側から光ファイバ内を通して前記所定波長の光を照射することにより、前記第一の端面におけるコアに塗布された光硬化材料のみを露光した後、現像することにより、前記第一の端面における前記コアとクラッドとの間に段差を形成する段差形成工程と、を含む光ファイバの加工方法。
【請求項２】
前記塗布工程において、前記第一の端面全域に前記光硬化材料を塗布する請求項１に記載の光ファイバの加工方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の光ファイバの加工方法において、
前記段差の寸法は、前記塗布工程において塗布された前記光硬化材料の厚みによって決定される光ファイバの加工方法。
【請求項４】
請求項３に記載の光ファイバの加工方法において、
前記光硬化材料の厚みは、前記塗布工程における該光硬化材料の塗布方法によって決定される光ファイバの加工方法。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の光ファイバの加工方法において、
前記光硬化材料の厚みは、前記塗布工程において塗布される前記光硬化材料の粘度によって決定される光ファイバの加工方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の光ファイバの加工方法において、
前記光硬化材料は、前記クラッドとは異なる屈折率を有する光ファイバの加工方法。
【請求項７】
請求項６に記載の光ファイバの加工方法において、
前記光硬化材料は、前記クラッドよりも低い屈折率を有する光ファイバの加工方法。
【請求項８】
情報により変調された光を照射することができる光源と、
前記光が入射する入射端面を持ち、請求項１から請求項７のいずれかに記載の光ファイバの加工方法によって前記入射端面におけるコア端面とクラッド端面間に所定寸法の段差が形成されており、該コア端面に入射した前記光を透過する光ファイバと、
前記光の光路上、前記光源と前記入射端面との間に配設され、入射した光を前記入射端面に収束させる集光レンズと、
前記集光レンズを介して入射する前記光が前記入射端面で形成するスポットを前記入射端面上で移動させる移動手段と、
前記入射端面を介して入射する前記光を受光する受光手段と、
前記移動手段を駆動制御する制御手段と、を有し、
前記段差は、前記集光レンズを介して入射する前記光が回折するような寸法に加工されており、
前記制御手段は、前記受光手段により受光された前記光の強度分布が基準分布と一致するように前記移動手段を駆動制御することを特徴とする光通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信装置に使用される光ファイバの加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信装置は、レーザダイオード（ＬＤ）で発光し情報による変調を施された光を光ファイバに伝達させる為の装置であり、ＬＤ、ＬＤからの光を集光させるレンズ、光ファイバ等の光学部品から構成される。光ファイバー通信を加入者宅内に引き込む回線終端装置（ＯＮＵ；Optical Network Unit）として使用される光通信モジュールでは、一般的に、送受信を一本の光ファイバで行う双方向型の通信に対応するため、光通信モジュール内にさらに受光素子や、異なる波長の光を分離するためのＷＤＭ（Wavelength Division Multiplex）フィルタ等が備えられる。
【０００３】
上記のような光通信モジュールでは、ＬＤからの信号光を光ファイバを介して送受信するため、該光をコアの略中心に入射させる必要がある。つまり、ＬＤは、コア径が数μｍの光ファイバに対して高精度で位置決めされなければならない。そこで、光ファイバの端面におけるコアとクラッドの境界を明確かつ容易に判別できるようにして、該位置決め処理の簡素化、高精度化を実現すべく、光ファイバの端面におけるコア端部を凸形状に加工する方法が提案されている。該提案は、例えば、下記特許文献１に開示される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２８６９７７号公報
【０００５】
特許文献１に記載の光ファイバの加工方法は、光ファイバの端面にレジストを塗布する工程、該レジストのコア端部に塗布されたレジストを露光する工程、該端面を現像する工程、該端面をエッチングする工程を有する。つまり特許文献１によれば、光ファイバの端面において露光、現像工程で硬化、残存したレジスト以外の領域をエッチングすることにより端面の凸形状を形成する。このように、特許文献１では、端面におけるコア端部を凸形状とするために、複数の工程を経る必要がある。そのため、特許文献１に記載のファイバ加工方法では、手間がかかり、コストアップに繋がるといった問題点が指摘されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上の諸事情に鑑み、本発明は、光通信モジュールを構成する光ファイバの端面におけるコア端部を従来よりも簡易かつ安価に凸形状にすることができる光ファイバの加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本願発明に係る光ファイバの加工方法は、第一の端面と第二の端面とを有する光ファイバの加工方法であって、透光性と所定波長の光に対する光硬化性とを持つ光硬化材料を、第一の端面における少なくともコア全域を含む一定領域に略均一の厚さをもって塗布する塗布工程と、第二の端面側から光ファイバ内を通して所定波長の光を照射することにより、第一の端面におけるコアに塗布された光硬化材料のみを露光した後、現像することにより、第一の端面における前記コアとクラッドとの間に段差を形成する段差形成工程と、を含む。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、光硬化性材料を塗布した後、露光、現像を行うことにより、第一の端面におけるコア表面にのみ硬化した光硬化材料の膜が形成される。つまり、エッチング工程を行うことなく、第一の端面におけるコアとクラッドとの間に段差が形成される。
【０００９】
従って、請求項１に記載の発明によれば、特許文献１の加工方法に比べて、エッチング工程が不要となる分、加工にかかる手間やコストを削減することができる。従来の光ファイバの加工方法において、特にエッチング工程は、段差を形成するために高い精度と所定の時間だけ必須とされる工程であった。そのため、該工程を省くことにより、光ファイバの加工、ひいては該光ファイバが好適に搭載される光通信モジュール自体の生産に関する効率を向上させることができる。
【００１０】
なお、上記所定波長の光とは使用する光硬化材料によって最適なものが選択される。塗布工程において、光硬化材料は、コアを含む一定の領域にのみ塗布することも可能であるが、第一の端面全域に塗布することも可能である。
【００１１】
より具体的には、段差形成工程によって形成される段差の寸法は、塗布工程において塗布された光硬化材料の厚みによって決定される。光硬化材料の厚みは、塗布工程における該光硬化材料の塗布方法や該材料の粘度等によって調整することが可能である。ここで、塗布方法による光硬化材料の厚みの調整は、例えば、スピンコートやディッピング、スプレーコートといった手法のいずれを採用するかによるだけでない。塗布方法による光硬化材料の厚みの調整は、採用した手法における具体的な設定を変更することによっても可能である。設定の変更とは、例えば、スピンコートであれば回転数を変化させる、ディッピングであれば光硬化材料の溶液から光ファイバの引き上げ速度を変化させる、スプレーコートであれば、圧縮空気と光硬化材料の溶液との比率を変化させる、等が挙げられる。
【００１２】
また、光硬化材料は、光ファイバのクラッドとは異なる屈折率のものを使用することができる。光硬化材料とクラッドの屈折率の関係は、例えば、本発明に係る加工方法によって加工された光ファイバを光通信モジュールに使用する場合、ＬＤと該光ファイバとの位置決めをどのようにして行うかによって決定される。もし、光ファイバの第一の端面に形成された段差に光を入射させることにより得られる回折パタンの強度変化に基づいて上記位置決めを行う場合、光硬化材料は、クラッドよりも屈折率の低いものを使用することが望ましい。これにより、第一の端面におけるコア、より正確には該コアにおける凸面で反射する光を低減させることができる。すなわち、コアからの反射光の影響を低減してより高精度な上記回折パタンの強度変化を検出することが可能になる。結果として、高精細な位置決めが実現される。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように本発明によれば、従来、必須の工程とされていたエッチング工程を省くことにより、簡易かつ短時間に端面におけるコア端部を凸形状に加工することができる。また、エッチング工程を省いたことにより、より一層のコストダウンも実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の光ファイバの加工方法に関する実施形態を説明する。本実施形態の光ファイバの加工方法によって加工される光ファイバ３は、どれもＬＤからの信号光を伝送する手段として光通信モジュールに実装される。なお、本発明の光ファイバの加工方法は、光ファイバの入射端面においてクラッドに対してコアが凸形状となるように該光ファイバを加工する。これにより、該入射端面におけるコアとクラッドの光学的な性能を明確にすることができる。つまり、本発明に係る加工方法により加工された光ファイバを実装する光通信モジュールでは、該段差によって得られた光学的な性能差に基づいて、ＬＤと光ファイバとに関する高精度での位置決めが可能となる。
【００１５】
図１は、実施形態の光ファイバの加工方法によって加工された光ファイバ３を示す。図１に示すように、実施形態の加工方法によって加工される光ファイバ３は、クラッド３２とコア３３から構成される。光ファイバ３は、第一の端面３１において、コア３３が光ファイバ３の光軸方向に所定量突出するような段差を持つように加工される。なお、該段差は、凸形状のコア３３の端面が、クラッド３２の端面と略平行になるように形成される。
【００１６】
図２は、実施形態の光ファイバの加工方法に関する各工程を説明するための図である。図２Ａに示すように、光ファイバ３は、第一の端面３１の反対側の端面として第二の端面３４を有する。
【００１７】
図２Ａに示す光ファイバ３は、予め、図示しない固定器具によって固定される。そして、光ファイバ３は、図２Ｂに示すように、第一の端面３１全域にわたって略均一な厚みで光硬化樹脂Ｐが塗布される（塗布工程）。ここで使用される光硬化樹脂は、エポキシ系やアクリレート系、シリコーン系に例示されるような、透光性がありかつ紫外光に対して光硬化性を持つものである。光硬化樹脂Ｐを略均一な厚みで第一の端面３１全域に塗布する方法としては、第一の端面３１に滴下した光硬化樹脂Ｐをスピンコータによって該端面３１全域に広げる方法（スピンコート）や、第一の端面３１を光硬化樹脂Ｐの溶液に浸す方法（ディッピング）、第一の端面３１に向けて光硬化樹脂Ｐをスプレーする方法（スプレーコート）等の周知の方法を使用する。
【００１８】
図２Ｂに示す塗布工程において塗布される光硬化樹脂Ｐの膜厚ｔが第一の端面３１におけるコア３３端面とクラッド３２端面との段差の寸法になる。従って、該膜厚ｔを調整することにより、第一の端面３１に任意の段差を形成することが可能になる。膜厚ｔは、上記塗布方法のいずれを採用するかによっても調整可能である。また採用した特定の塗布方法であっても、塗布に関する設定を変更することによってさらに膜厚ｔを調整することができる。例えば、スピンコートを採用した場合、回転数を変化させることにより膜厚ｔを薄くしたり厚くしたりすることができる。さらには、光硬化樹脂Ｐの粘度を変化させることによっても、膜厚ｔを調整することができる。
【００１９】
第一の端面３１の全域に光硬化樹脂Ｐが均一に塗布されると、次いで、段差形成工程が実行される。段差形成工程では、まず図２Ｃに示すように、第二の端面３４側から紫外光を照射する。該紫外光は、第二の端面３４に入射し、コア３３内を通って、第一の端面３１に塗布された光硬化樹脂Ｐに入射する。このように紫外光を第一の端面３１側から照射するのではなく、第二の端面３４側から照射することにより、クラッド３２がマスクの代替手段として機能する。従って、コア３３とクラッド３２は完全に密着しているという光ファイバの構成上、第一の端面３１においてコア３３に対応する領域にある光硬化樹脂Ｐのみを、非常に高い精度で露光することができる。コア３３に対応する領域とは、コア３３の径および該コア３３上に塗布された光硬化樹脂Ｐの膜厚ｔによって規定される領域のことを意味する。
【００２０】
なお、紫外光の照射時間は、コア３３に対応する領域にある光硬化樹脂Ｐが十分に露光される最適な時間に設定される。露光が終了すると、次いで現像を行い露光されていない光硬化樹脂Ｐ、換言すればクラッド３２に対応する領域にある光硬化樹脂Ｐを溶かし去る。
【００２１】
図２Ｄは、現像後の光ファイバ３を示す。上記のように第二の端面３４から紫外光を照射して露光している。そのため、図２Ｄに示すように、コア３３に対応する領域にある光硬化樹脂Ｐのみがコア３３を底面とする略円柱状に残存する、つまり、第一の端面ｎ３１において、コア３３端面とクラッド３２端部との間に段差が形成されていることがわかる。
【００２２】
以上のように実施形態の加工方法によって、第一の端面３１に段差が形成された光ファイバ３を、該端面３１がＬＤからの光の入射端面となる状態で光通信モジュールに配設するすることにより、該光通信モジュールは、ＬＤからの光の第一の端面３１における入射位置をコア３３の中心に高精度で合わせる位置決め処理を常時実行することができる。
【００２３】
図３は、光ファイバ３を搭載した光通信モジュール１０の構成を表す図である。光通信モジュール１０は、光ファイバ３の他に、ＬＤ、集光レンズ２、光検出器４、コントローラ５、アクチュエータ６を備える。なお、実際に使用される光通信モジュールは、ＬＤから出力され集光レンズ２を介して光ファイバ３に入射する光束の光ファイバ３での入射角は極めて小さい。しかし図１では、説明の便宜上、該入射角を実際の角度よりも大きく示している。なお、光通信モジュール１０は、光ファイバー通信を加入者宅内に引き込むＯＮＵとして用いられる。例えば光通信モジュール１０は、一本の光ファイバで上り信号として波長１．３μｍを送信し、下り信号として１．５μｍの信号を受信するように構成された、双方向のＷＤＭ伝送に対応した光通信モジュールである。
【００２４】
送信用の信号光の光源であるレーザＬＤは面発光レーザであり、送信用の情報によって変調されるように構成されている。光ファイバ３は、第一の端面３１が第一集光レンズ２と対向するように配設される。光ファイバ３の第一の端面３１（入射端面３１）は、ファイバの延出方向と直交する面以外の面で切断されている。また、ＬＤからの光が入射端面３１に０°以外の入射角で入射するように各部材が配置構成されている。これにより、光通信モジュール１０では、偏向部材を用いることなく、入射端面３１からの反射光を光検出器４に導いている。なお、図３において、一点鎖線で示す基準軸ＡＸは、光通信モジュール１０において位置調整の基準となる中心軸である。
【００２５】
ＬＤで発光された光は、集光レンズ２を介して光ファイバ３の入射端面３１に収束し、スポットを形成する。集光レンズ２は、該スポットがコア３２端面よりも大きな径を持つようなパワーに設定されている。
【００２６】
光ファイバ３は、入射端面３１に形成される段差の寸法がλ／（４ｎ）よりも小さい値になるように上記実施形態の加工方法によって加工される。但し、λは入射する光の波長で、ｎは媒質の屈折率である。このように光ファイバを加工することにより、スポット径がコア径よりも若干大きくなるように集光された光束が、突出したコア３３の面とクラッド３２の面の双方に入射すると、回折現象が起こる。ここでは、コア３３に入射した光とクラッド３２に入射して反射した光から生じる回折光において、その回折効率が最も高くなるように、上記所定量をλ/８に設定している。
【００２７】
従って、入射端面３１で反射して光検出器４に入射した光は、回折パタンを形成する。光検出器４は、該回折パタンに基づいて光強度分布を検出する。なお、光検出器４に入射する光には、コア３３端面で反射した比較的大きな強度を持つ反射光も含まれる。そこで、本実施形態の加工方法で使用する光硬化樹脂Ｐは、クラッド３２よりも屈折率の低いものが用いられる。これにより、該反射光の強度が抑えられるため、光検出器４は回折パタン（光強度分布）の微細な変化を精度良く検出することができる。
【００２８】
コントローラ５は、光検出器４によって検出された光強度分布に基づいて、ＬＤからの光が入射端面３１で形成するスポットの中心とコア３３端面の中心が略一致するように負帰還制御する。具体的には、コントローラ６は、検出される光強度分布が、基準分布と一致するまで、アクチュエータ６を介して集光レンズ２を駆動制御して、上記スポットの入射端面３１での位置を移動させる。なお、基準分布とは、スポットの中心とコア３３端面の中心が一致した状態、換言すれば最もカップリング効率が高い状態の時に得られる光強度分布をいう。
【００２９】
このように、本実施形態の光ファイバの加工方法によって加工された光ファイバを使用することにより、入射端面（第一の端面３１）における光の入射位置を高精度でコア３３中心に合わせることが可能になる。
【００３０】
以上が本発明の実施形態である。なお、上記では、光硬化樹脂Ｐは第一の端面３１の略全域に塗布すると説明した。しかし、第一の端面３１において少なくともコア３３全域を含む一定領域に塗布されていれば段差形成は可能である。
【００３１】
また、本発明に係る光ファイバの加工方法によって加工された光ファイバを光通信モジュールに使用する場合、上記特許文献１に開示する方法に従って、発光素子に直接固定する構成であっても好適に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態の光ファイバの加工方法によって加工された光ファイバを示す。
【図２】本発明の実施形態の光ファイバの加工方法に関する各工程を説明するための図である。
【図３】実施形態の加工方法により加工された光ファイバを搭載した光通信モジュールの構成を表す図である。
【符号の説明】
【００３３】
３  光ファイバ
３１  第一の端面（入射端面）
３２  クラッド
３３  コア
３４  第二の端面
Ｐ  光硬化材料
１０  光通信モジュール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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